一种双金属层状复合管固液复合铸轧机制造技术

本发明专利技术提供一种生产双金属层状复合管的固液复合铸轧设备，其包括机架、用于灌注铝液的浇注单元、压下及平衡调节装置以及铸轧辊单元，其还包括环形布流器以及导向支架，环形布流器外部包覆有用于使金属液保持在熔融态的加热装置。铸轧辊单元包括第一铸轧辊以及第二铸轧辊，第一铸轧辊和第二铸轧辊共同构成圆形孔型，待复合管基材由圆形孔型进入。本发明专利技术采用固液铸轧成形工艺生产双金属层状复合管，将快速凝固技术与轧制技术相结合，可以实现双金属界面的冶金结合，相比于传统生产工艺，覆层金属采用液态浇注，解决了拉拔复合、胀接复合、旋压复合等传统固-固相复合工艺对坯料尺寸和形状精度要求高等问题，具有显著节能、高效率、流程短等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种双金属层状复合管固液复合铸轧机
本专利技术涉及双金属层状复合材料领域，具体的涉及一种双金属层状复合管的生产设备。
技术介绍
双金属复合管由内层和外层两种不同的金属管材构成，兼具刚度、强度和耐蚀、耐磨等综合性能的结构和功能材料。管层之间通过各种变形和连接技术形成紧密结合，受外力作用时，内外管材同时变形且界面不分离。近年来，随着国民经济的飞速发展，我国对石油化工、海洋开发、核能利用的管道输送技术提出了更高的要求，传统的单一金属管材难以适应复杂和极端的环境服役条件。目前具有较高强度和刚性的基层与抗环境介质腐蚀或者抗磨损能力的覆层构成的双金属复合管已开始部分替代传统高合金无缝钢管，被广泛应用于石油、化工、电力、海洋工程等行业，油气田、海洋平台等强腐蚀环境对双金属复合管的需求急剧上升，使得双金属复合管的开发和应用受到了广泛关注，其高效成形技术与装备研发成为行业的前沿热点。为解决双金属复合管成形制备问题，国内外学者与行业专家先后提出了拉拔复合、滚压复合、胀接复合、旋压复合、爆炸复合、堆焊复合、离心铸造复合和热轧复合等，对推动行业的发展和进步做出了重要贡献。利用固液复合工艺生产双金属复合管由于覆层金属采用液态浇注，解决了拉拔复合、胀接复合等传统固-固相复合工艺对坯料尺寸和形状精度要求高等问题，同时利用高温液相和轧制压力，实现基材与覆层的复合，可以获得较高的结合强度。目前固液复合工艺技术只见应用于双金属复合板带材的生产，尚未在双金属复合管生产领域上有突破性研究，如布流装置、设备方案设计等许多技术问题亟待解决。
技术实现思路
本专利技术提供了一种双金属层状复合管的生产设备，解决了利用固液复合工艺技术进行双金属复合管生产中存在的孔型布置、布流装置、复杂孔型侧封及调整机构等设备集成技术问题。具体地，一种双金属层状复合管固液复合铸轧机，其包括机架、压下调节装置、用于灌注金属液的浇注单元以及铸轧辊单元，还包括布置在铸轧辊单元上方的环形布流器、包覆在环形布流器外部的加热装置、设置在环形布流器上部的用于引导和保持一穿过环形布流器的待复合管基材的管材导向支架；所述铸轧辊单元包括沿水平方向并列布置且辊面相互邻接的第一铸轧辊以及第二铸轧辊，第一铸轧辊和第二铸轧辊的辊面上开设有周向环形槽，所述周向环形槽的横截面为半圆形，所述第一铸轧辊和第二铸轧辊的所述周向环形槽在邻接位置形成圆形孔型，所述圆形孔型供所述待复合管基材穿过其中，所述圆形孔型的直径设置为大于待复合管基材的直径；所述环形布流器包括导向套、外壁以及设置在所述导向套与所述外壁之间的外腔，所述导向套供待复合管基材穿过，所述外腔与所述浇注单元流路连通，以供熔融态金属液通过，待复合管基材以及熔融态金属液在所述环形布流器的出口处汇聚并共同进入铸轧辊单元的圆形孔型，并在其中铸轧复合成形。优选地，所述浇注单元包括前箱、盖板、立柱、支撑板、仿形侧封模具以及模具框架，所述仿形侧封模具置入所述模具框架中，所述盖板与所述模具框架通过螺柱连接，所述仿形侧封模具与模具框架外侧弧形段分别与第一铸轧辊以及第二铸轧辊的外表面呈相切位置设置并形成铸轧辊单元侧封区。优选地，所述仿形侧封模具的材料为硅酸铝耐火材料。优选地，所述仿形侧封模具中心开设沉头孔及与所述沉头孔相连的锥形孔和圆柱孔构成的变截面孔。优选地，所述前箱的内部设有倾斜引流板，所述前箱的底部开设布流口，所述导向套的外部固定有阻流块形成环形布流器的入口。优选地，所述环形布流器的外壁由剖分式外环构成，所述外环的下端为阶梯形，可放置于所述仿形侧封模具的沉头孔内，所述导向套与所述仿形侧封模具的锥形口配合形成环形布流器的出流口。优选地，所述环形布流器的内部采用分级式布流方式，其包括第一级分流块、第二级分流块以及第三级分流块，所述第一级分流块、第二级分流块以及第三级分流块沿轴向依次设置并均匀固定在所述导向套的外部。优选地，所述导向支架包括侧导板、立板、管材定位架以及调节环，所述侧导板上开有滑槽，所述立板上设有凸台，所述凸台与所述侧导板的上端面共同构成楔形块的水平导轨。优选地，所述管材定位架开有固定孔和弹簧固定杆连接孔，所述调节环置于一套筒内，通过改变调节环的大小能够适应不同直径规格的复合管基材，所述管材定位架的下端安装有平衡弹簧。优选地，所述机架为卧式机架，机架上部设置有用于调节环形布流器高度的升降调节装置，所述升降调节装置包括调整手轮、对开式滑动轴承座、丝杆、横梁和楔形块，所述楔形块与模具框架的升降斜面贴合，共同构成升降单元，楔形块位于导向支架的侧导板上支撑平面与立板凸台构成的水平导轨中，所述调整手轮依靠平键与丝杆相连，丝杆端部依靠螺纹与横梁相连，旋转调整手轮带动丝杆转动，进而带动横梁及楔形块沿水平导轨移动，推动模具框架做上下运动，实现环形布流器高度的升降调节。本专利技术的优点如下所述：1、采用固液铸轧成形工艺生产双金属层状复合管，将快速凝固技术与轧制技术相结合，可以实现双金属的冶金复合，相比于传统生产工艺，覆层金属采用液态浇注，解决了拉拔复合、胀接复合、旋压复合等传统固-固相复合工艺对坯料尺寸和形状精度要求高等问题，具有显著节能、高效率、流程短等优点。2、在铸轧区后半段，固相覆层金属环绕包覆于基材金属管表面，形成了典型的双金属管热轧复合过程，封闭孔型轧制形成的高温大变形不但有助于获得界面良好的冶金结合效果，也有利于提高覆层金属材料的微观组织性能。3、依靠转动调整手轮，利用丝杆旋转带动横梁水平移动，进而实现的楔形机构的上下升降动作，控制浇注单元的高度，这种调节方式能够实现在线调节，操作简便，劳动强度低，节省了大量的人力物力。4、前箱内置倾斜导板可以使熔融态金属液快速到达布流器入口，有效降低了金属液的热量损失；环形布流器内部采用三级均布式分流方式，能够使得浇注金属液绕内层金属管呈环形均匀流出，涂覆在待复合管基材表面，极大提高了金属液浇注效率，保证了熔池液面的稳定性。仿形侧封模具安装于模具框架中，其内置锥形收口与环形布流器共同组成金属液流出口，外弧形段与铸轧辊相切配合，可有效防止金属液向两侧侧漏，起到侧封作用，确保工作的安全性。5、侧导板上的滑槽对浇注单元的升降起到导向作用，保证了浇注单元垂直升降；管材定位架能够实现内层金属管快速对中，便于喂入铸轧辊孔型，同时可以限制在铸轧复合过程中因变形不均匀而导致的芯管末端摆动。通过调节调整环的大小，可适应内层金属管直径变化，生产不同规格复合管。附图说明图1为本专利技术的立体结构示意图；图2为本专利技术的整体剖视图；图3为本专利技术的铸轧辊单元；图4为本专利技术中升降调节装置、浇注单元和导向支架位置关系示意图；图5为本专利技术中升降调节装置结构示意图；图6为本专利技术中浇注单元结构示意图；图7为本专利技术中环形布流器结构示意图；图8为本专利技术中分流块结构示意图；图9为本专利技术中模具框架结构示意图；图10为本专利技术中仿形侧封模具和立柱结构示意图；图11为本专利技术中导向支架结构示意图；图12为本专利技术管材定位架结构示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施方式对本专利技术的结构及工作原理做进一步解释：如图1及图2所示，本专利技术提供一种双金属层状复合管固液复合铸轧机，其包括卧式机架1、升降调节装置2、浇注单元3、待复合金属管材4、导向支架5、带孔型的铸轧辊单元6和压下调节装置7。压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双金属层状复合管固液复合铸轧机，其包括机架、压下调节装置、用于灌注金属液的浇注单元以及铸轧辊单元，其特征在于：还包括布置在铸轧辊单元上方的环形布流器、包覆在环形布流器外部的加热装置、设置在环形布流器上部的用于引导和保持一穿过环形布流器的待复合管基材的管材导向支架；所述铸轧辊单元包括沿水平方向并列布置且辊面相互邻接的第一铸轧辊以及第二铸轧辊，第一铸轧辊和第二铸轧辊的辊面上开设有周向环形槽，所述周向环形槽的横截面为半圆形，所述第一铸轧辊和第二铸轧辊的所述周向环形槽在邻接位置形成圆形孔型，所述圆形孔型供所述待复合管基材穿过其中，所述圆形孔型的直径设置为大于待复合管基材的直径；所述环形布流器包括导向套、外壁以及设置在所述导向套与所述外壁之间的外腔，所述导向套供待复合管基材穿过，所述外腔与所述浇注单元流路连通，以供熔融态金属液通过，待复合管基材以及熔融态金属液在所述环形布流器的出口处汇聚并共同进入铸轧辊单元的圆形孔型，并在其中铸轧复合成形。

【技术特征摘要】
1.一种双金属层状复合管固液复合铸轧机，其包括机架、压下调节装置、用于灌注金属液的浇注单元以及铸轧辊单元，其特征在于：还包括布置在铸轧辊单元上方的环形布流器、包覆在环形布流器外部的加热装置、设置在环形布流器上部的用于引导和保持一穿过环形布流器的待复合管基材的管材导向支架；所述铸轧辊单元包括沿水平方向并列布置且辊面相互邻接的第一铸轧辊以及第二铸轧辊，第一铸轧辊和第二铸轧辊的辊面上开设有周向环形槽，所述周向环形槽的横截面为半圆形，所述第一铸轧辊和第二铸轧辊的所述周向环形槽在邻接位置形成圆形孔型，所述圆形孔型供所述待复合管基材穿过其中，所述圆形孔型的直径设置为大于待复合管基材的直径；所述环形布流器包括导向套、外壁以及设置在所述导向套与所述外壁之间的外腔，所述导向套供待复合管基材穿过，所述外腔与所述浇注单元流路连通，以供熔融态金属液通过，待复合管基材以及熔融态金属液在所述环形布流器的出口处汇聚并共同进入铸轧辊单元的圆形孔型，并在其中铸轧复合成形；所述环形布流器的内部采用分级式布流方式，其包括第一级分流块、第二级分流块以及第三级分流块，所述第一级分流块、第二级分流块以及第三级分流块沿轴向依次设置并均匀固定在所述导向套的外部。2.根据权利要求1所述的双金属层状复合管固液复合铸轧机，其特征在于：所述浇注单元包括前箱、盖板、立柱、支撑板、仿形侧封模具以及模具框架，所述仿形侧封模具置入所述模具框架中，所述盖板与所述模具框架通过螺柱连接，所述仿形侧封模具与模具框架外侧弧形段分别与第一铸轧辊以及第二铸轧辊的外表面呈相切位置设置并形成铸轧辊单元侧封区。3.根据权利要求2所述的双金属层状复合管固液复合铸轧机，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄华贵，季策，董伊康，燕猛，杜凤山，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13